CN109536538A - 一种沙枣与玉米联合制备乙醇的方法 - Google Patents

一种沙枣与玉米联合制备乙醇的方法 Download PDF

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Abstract

一种沙枣与玉米联合制备乙醇的方法，它涉及乙醇制备领域。本发明为了解决采用低廉的玉米替代原料制备的乙醇产量低，以及酒糟中脂肪含量、粗蛋白含量高，粗纤维含量低的问题；本发明利用沙枣粉部分替代玉米粉生产乙醇，制备的乙醇浓度达到11.0％，高于纯玉米粉生产的乙醇浓度10.5％；相较于纯玉米粉酒精度提高4.76％。证实沙枣部分替代玉米生产酒精是可行的，为酒精企业的连续化生产提供了新的原料和额外保障；而且在一定程度上为沙枣资源合理利用提供了新模式，进而成为我国西北地区新的经济增长点。鉴于目前酒精生产的原料紧缺和生产成本问题，本发明对酒精的工业化生产和沙枣的深度利用具有重要的现实意义。本发明应用于乙醇领域。

Description

一种沙枣与玉米联合制备乙醇的方法
技术领域
本发明属于乙醇制备领域，具体涉及一种沙枣与玉米联合制备乙醇的方法。
背景技术
酒精是我国重要的工业原料，长期以来，以玉米为原料生产酒精始终存在着“与人争粮食，与粮争地”的问题，玉米原料价格受市场影响较大，这已经成为阻碍酒精企业发展的重要瓶颈，再者国家取消了原料价格补贴，这些原因共同加速了一批酒精企业的相继停产。因此，寻找价格低廉的玉米替代原料已经成为酒精企业寻求发展的重要途径之一。
沙枣，又名七里香、香柳、刺柳等，主要分布在我国西北各省区和内蒙古西部，少量分布在华北北部和东北西部，每年全国产量较大，具有较好的开发利用价值。据测定，沙枣中糖类含量所占比重最高，其中果肉含糖43-59％(其中20％为果糖)，成熟果实中可达干重的60％以上，可谓是酿酒的上等原料。田晓菊等研究了沙枣酿酒发酵过程中主要成分的变化规律，表明沙枣酿酒是可行的；于翔通过响应面法优化了沙枣果酒发酵的最佳工艺条件，得到的沙枣酒酒精度10-15％vol，酒香浓郁，口感突出，符合卫生指标；另外，Díaz-Campillo M等研究表明，高浓度葡萄糖可抑制酿酒酵母果糖的消耗量，低浓度葡萄糖可增强果糖的利用能力，阐述了微生物利用单糖的差异性；同时酿酒酵母的酒精耐受能力也是影响最终发酵结果的重要因素。到目前为止，利用沙枣代替玉米生产乙醇的研究鲜有报道。
发明内容
本发明旨在解决采用低廉的玉米替代原料制备的乙醇产量低，以及酒糟中脂肪含量、粗蛋白含量高，粗纤维含量低的问题。而提供一种沙枣与玉米联合制备乙醇的方法。
目前，只有使用玉米制备乙醇或者单独使用沙枣制备乙醇，由于玉米与沙枣制备乙醇工艺差别较大，将二者结合到一起制备乙醇存在困难，因此，目前并没有将沙枣与玉米联合联合使用的工艺。
本发明的一种沙枣与玉米联合制备乙醇的方法，它包以下步骤：
将玉米粉与沙枣粉按质量比为9:1的比例混合，按料水比为1g:3.5～5.5mL的比例加入自来水；于65℃水浴锅中糊化30min后升温至100℃，添加1％氯化钙后加入液化酶液化45～105min，降温至60℃添加糖化酶糖化20～40min，将糖化后得到的糖化醪冷却后调pH至4.0，按1～3％接种量接种酵母，于32℃静置发酵48～96h，即完成所述的沙枣与玉米制备乙醇；其中，液化酶加入量为20～40U/g；糖化酶加入量为100～200U/g。
本发明利用沙枣粉部分替代玉米粉生产乙醇，制备的乙醇质量浓度达到11％，高于纯玉米粉生产的乙醇质量浓度(10.5％)，相较于纯玉米粉酒精度提高了4.76％。对混合原料酒糟成分进行分析，脂肪含量(1.92％)低于纯玉米酒糟残渣中脂肪含量(9.20％)，这有利于蛋白饲料的贮藏；粗蛋白含量(13.45％)低于玉米酒糟残渣中粗蛋白含量(34.30％)；粗纤维含量(7.71％)略高于纯玉米酒糟残渣中粗纤维含量(6.92％)，提高了蛋白饲料中粗纤维含量。总体来说，生产的酒糟饲料质量优于纯玉米原料。
这一结果不仅证实了沙枣部分替代玉米生产酒精的可行性，为酒精企业的连续化生产提供了新的原料和额外保障；而且在一定程度上为沙枣资源合理利用提供了新模式，进而成为我国西北地区新的经济增长点。鉴于目前酒精生产的原料紧缺和生产成本问题，本发明对酒精的工业化生产和沙枣的深度利用具有重要的现实意义。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的一种沙枣与玉米联合制备乙醇的方法，它包以下步骤：
将玉米粉与沙枣粉按质量比为9:1的比例混合，按料水比为1g:3.5～5.5mL的比例加入自来水；于65℃水浴锅中糊化30min后升温至100℃，添加1％氯化钙后加入液化酶液化45～105min，降温至60℃添加糖化酶糖化20～40min，将糖化后得到的糖化醪冷却后调pH至4.0，按1～3％接种量接种酵母，于32℃静置发酵48～96h，即完成所述的沙枣与玉米制备乙醇；其中，液化酶加入量为20～40U/g；糖化酶加入量为100～200U/g。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：玉米粉与沙枣粉的质量比为9:1。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：料水比为1g:4mL。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是：液化酶液化75min。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是：液化酶用量为35U/g。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一不同的是：糖化酶糖化时间为30min。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一不同的是：糖化酶用量为150U/g。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一不同的是：按2％接种量接种酵母。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一不同的是：32℃静置发酵72h。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一不同的是：酵母为酒精酵母(Saccharomyces cerevisiae)、果酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。其它与具体实施方式一相同。
本发明内容不仅限于上述各实施方式的内容，其中一个或几个具体实施方式的组合同样也可以实现发明的目的。
通过以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例1
本实施例的一种以沙枣粉为辅料生产酒精的方法，它是按照以下步骤进行的：
一、将沙枣粉和玉米粉按质量比为1:9的比例混合；对混合料进行液化和糖化后，进行下一步处理；
二、将上一步处理的混合料液料进行糖化后发酵，在糖化结束后，按糖化醪的量接入适当百分比活化后的酵母发酵72h，即完成所述的以沙枣粉为辅料生产酒精；
步骤一中所述的玉米粉是指将玉米碴干燥，水分含量达到10％以下，粉碎后过40目筛的玉米粉；
步骤一中所述的沙枣粉是指将沙枣粉干燥，水分含量达到10％后，过40目筛的沙枣粉；
所述的液化条件为：混合料加热至60℃搅拌30min后，继续加热至100℃，加入淀粉酶，间歇搅拌90min，即完成液化过程；其中，淀粉酶用量为35U/g；
所述的糖化条件为：在液化后，加入糖化酶，在60℃，pH值4.0的条件下糖化0.5h；其中，糖化酶用量为150U/g；
所述的发酵条件为：在糖化后，按糖化醪体积的2％的量加入酵母进行发酵。
本实施例测定了纯玉米和10％沙枣粉混合料酒精发酵后酒糟中粗蛋白、脂肪、粗纤维的含量，以比较本实施例的方案与现有的玉米发酵后成分含量。
纯玉米发酵的酒糟残渣中脂肪含量为9.20％，混合原料酒糟残渣中脂肪含量为1.92％。结果表明沙枣粉的加入，大幅度降低了酒糟中的脂肪含量，从而降低了蛋白饲料霉变和味变的程度，因为饲料中脂肪含量越高，蛋白饲料霉变和味变的速度越快，从这一点来说，混合料生产的蛋白饲料贮存时间更长。
纯玉米发酵的酒糟残渣中粗蛋白质含量为34.30％，混合原料酒糟残渣中粗蛋白质的含量为13.45％。实验结果表明，沙枣粉的加入使得酒糟中粗蛋白质的含量明显降低。这主要是因为沙枣粉中粗蛋白质含量低于玉米粉原料。
纯玉米发酵的酒糟残渣中粗纤维含量为6.92％，混合原料酒糟残渣中粗纤维含量为7.71％。实验结果表明，沙枣粉的加入使得酒糟粗纤维的含量略高于纯玉米发酵的含量。蛋白饲料中粗纤维含量一般在10～15％为宜。
本实施例利用常规方法对该酒糟成分进行分析，混合原料脂肪含量(1.92％)低于纯玉米酒糟残渣中脂肪含量(9.20％)，这有利于蛋白饲料的贮藏；混合原料酒糟残渣中粗蛋白含量(13.45％)低于玉米酒糟残渣中粗蛋白含量(34.30％)；混合原料酒糟残渣中粗纤维含量(7.71％)略高于纯玉米酒糟残渣中粗纤维含量(6.92％)，提高了蛋白饲料中粗纤维含量。总体来说，生产的酒糟饲料质量优于纯玉米原料。

Claims (10)

1.一种沙枣与玉米联合制备乙醇的方法，其特征在于它包以下步骤：
将玉米粉与沙枣粉按质量比为9:1的比例混合，按料水比为1g:3.5～5.5mL的比例加入自来水；于65℃水浴锅中糊化30min后升温至100℃，添加1％氯化钙后加入液化酶液化45～105min，降温至60℃添加糖化酶糖化20～40min，将糖化后得到的糖化醪冷却后调pH至4.0，按1～3％接种量接种酵母，于32℃静置发酵48～96h，即完成所述的沙枣与玉米制备乙醇；其中，液化酶加入量为20～40U/g；糖化酶加入量为100～200U/g。
2.根据权利要求1所述的一种沙枣与玉米联合制备乙醇的方法，其特征在于玉米粉与沙枣粉的质量比为9:1。
3.根据权利要求1所述的一种沙枣与玉米联合制备乙醇的方法，其特征在于料水比为1g:4mL。
4.根据权利要求1所述的一种沙枣与玉米联合制备乙醇的方法，其特征在于液化酶液化75min。
5.根据权利要求1或4所述的一种沙枣与玉米联合制备乙醇的方法，其特征在于液化酶用量为35U/g。
6.根据权利要求1所述的一种沙枣与玉米联合制备乙醇的方法，其特征在于糖化酶糖化时间为30min。
7.根据权利要求1或6所述的一种沙枣与玉米联合制备乙醇的方法，其特征在于糖化酶用量为150U/g。
8.根据权利要求1所述的一种沙枣与玉米联合制备乙醇的方法，其特征在于按2％接种量接种酵母。
9.根据权利要求1所述的一种沙枣与玉米联合制备乙醇的方法，其特征在于32℃静置发酵72h。
10.根据权利要求1所述的一种沙枣与玉米联合制备乙醇的方法，其特征在于酵母为酒精酵母(Saccharomyces cerevisiae)、果酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中的一种或两种。
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